JP6020840B2 - Sintering raw material manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉に装入する焼結鉱の原料となる焼結原料の製造方法に関し、具体的には、上記焼結原料の一部に製鋼スラグを用いる焼結原料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a sintered raw material to be used as a raw material for a sintered ore charged into a blast furnace, and specifically relates to a method for producing a sintered raw material using steelmaking slag as a part of the sintered raw material. is there.
高炉製鉄法において主要な鉄源となる焼結鉱は、一般に、次のような工程で製造されている。先ず、主原料となる約10mm以下の粉鉱石に、返鉱、フラックス源としての石灰石、ドロマイト、製鋼スラグなどのCaO系副原料や、珪石、蛇紋岩などのSiO2系副原料および適量の水を加えて均一に混合し、造粒して擬似粒子とも呼ばれる造粒粒子とし、この造粒粒子に、固体燃料(炭材)としての粉コ−クスや無煙炭粉等を外装して造粒原料とする。 Sinter ore, which is a major iron source in the blast furnace ironmaking process, is generally manufactured by the following process. First, powder ore of about 10 mm or less, which is the main raw material, is returned to CaO-based auxiliary materials such as limestone, dolomite, and steelmaking slag as flux sources, SiO 2- based auxiliary materials such as silica and serpentine, and an appropriate amount of water. And then uniformly mixed and granulated to form granulated particles, also called pseudo particles. The granulated raw material is covered with powdered coke or smokeless coal powder as solid fuel (carbon material). And
次いで、上記造粒粒子を焼結原料として焼結機のパレット(グレート)上に充填して焼結原料装入層を形成した後、上記装入層の表層部に含まれる炭材(粉コークス)に点火し、パレット下方に配設されたウインドボックスで空気を吸引して酸素を装入層内に導入してコークスを燃焼させ、その燃焼熱で焼結原料を1200℃以上の温度に加熱して焼結し、得られた焼結ケーキを焼結機の出側に配設されたクラッシャー等で粉砕し、例えば目開き5mm程度の篩でスクリーニングし、+5mmは成品として高炉に送り、−5mmは返鉱として繰り返し、造粒粒子の原料として使用する。 Next, the granulated particles are filled as a sintering raw material on a pallet (grate) of a sintering machine to form a sintering raw material charging layer, and then a carbon material (powder coke) contained in the surface layer portion of the charging layer. ), Air is sucked in a wind box arranged below the pallet, oxygen is introduced into the charging layer, the coke is burned, and the sintering heat is used to heat the sintering raw material to a temperature of 1200 ° C. or higher. The resulting sintered cake is pulverized with a crusher or the like disposed on the exit side of the sintering machine, screened with a sieve having an opening of about 5 mm, for example, and +5 mm is sent to the blast furnace as a product. 5 mm is repeatedly used as return ore and used as a raw material for granulated particles.
このようにして製造される焼結鉱は、冷間強度や被還元性、還元粉化性などの特性に優れていることが要求される。これらの特性は、使用する鉄鉱石の種類(産地)によって大きく変化するため、それぞれの特性に合わせて副原料の配合割合やコークス粉の添加量を適宜調整している。また、近年、鉄鋼生産量の増加に伴って、焼結鉱の生産性をより高めることが要求され、また、高炉の生産性を高めるため、より高品質の焼結鉱が要求されるようになってきている。そのため、高品質の焼結鉱を生産性よく製造する技術の開発が重要な課題となっている。 The sintered ore produced in this manner is required to be excellent in properties such as cold strength, reducibility, and reduced powderability. Since these characteristics vary greatly depending on the type (origin) of the iron ore to be used, the blending ratio of the auxiliary materials and the amount of coke powder added are appropriately adjusted according to the respective characteristics. In recent years, with the increase in steel production, it has been required to increase the productivity of sintered ore, and to increase the productivity of blast furnaces, higher quality sintered ore is required. It has become to. Therefore, the development of technology for producing high-quality sintered ore with high productivity has become an important issue.
ところで、製鉄所の製鋼工程から発生する製鋼スラグには、製銑予備処理工程から発生する予備処理スラグ、転炉等の脱炭工程で発生する脱炭スラグ(転炉スラグ)、脱珪工程で発生する脱珪スラグ、脱硫工程で発生する脱硫スラグ、脱燐工程で発生する脱燐スラグ、二次製錬工程で発生する二次製錬スラグおよび連続鋳造工程で発生する連鋳スラグなどがある。しかし、上記製鋼スラグは、鉄鋼分野では余り有効な再利用がなされていない。というのは、例えば、脱炭スラグは、脱燐工程でリサイクルされる場合があるが、融点が高いため、脱燐炉において多量に使用することは難しい。そのため、製鋼スラグは、従来、土木分野を中心にして再利用されており、生産量の約40%が埋立てや廃棄処分されている。しかし、近年の環境規制の強化に伴い、埋立てや廃棄処分される量も徐々に減少してきている。また、セメント原料としても使用されているが、その量は僅かでしかない。 By the way, the steelmaking slag generated from the steelmaking process at the steelworks includes pretreatment slag generated from the ironmaking preliminary treatment process, decarburization slag (converter slag) generated in the decarburization process such as a converter, and desiliconization process. There are desiliconization slag generated, desulfurization slag generated in the desulfurization process, dephosphorization slag generated in the dephosphorization process, secondary smelting slag generated in the secondary smelting process, and continuous cast slag generated in the continuous casting process. . However, the steelmaking slag has not been effectively reused in the steel field. This is because, for example, decarburized slag may be recycled in the dephosphorization process, but because of its high melting point, it is difficult to use a large amount in a dephosphorization furnace. Therefore, steelmaking slag has been reused mainly in the civil engineering field, and about 40% of the production volume is landfilled or disposed of. However, with the recent strengthening of environmental regulations, the amount of landfill and disposal has gradually decreased. It is also used as a cement raw material, but the amount is very small.
そこで、製鋼スラグにはCaO分が多く含まれていることに着目し、これを焼結鉱の製造プロセスにおいてフラックスとして再利用することが検討されている。例えば、特許文献1には、焼結配合原料に転炉スラグを用いるに際して、ミルスケールを混合することで焼結鉱の品質を向上する技術が、特許文献2には、ゲーサイト成分の多い鉄鉱石に、鉄鉱石との反応性の低い転炉スラグを混合することで、焼結鉱の強度を弱める反応を抑制する技術が開示されている。また、特許文献3には、石灰石と比較して鉄鉱石との反応性に劣る転炉スラグの粒度を細かくして反応面積を大きくし、反応速度を高めることで、フラックスとして使用する技術が開示されている。また、特許文献4には、焼結鉱の品質低下を招く難焼結性のドロマイトを易焼結性の製鋼スラグと選択的に組み合わせることで、焼結鉱の品質低下を防止しつつ効率的に製鋼スラグをリサイクルする技術が開示されている。
Therefore, paying attention to the fact that steelmaking slag contains a large amount of CaO, it has been studied to reuse this as a flux in the manufacturing process of sintered ore. For example,
しかし、表1に、転炉スラグや脱硫スラグの成分組成例を、粉鉱石等と対比して示したように、製鋼スラグは、その種類によって成分組成や融点が大きく異なり、また、脱硫スラグは、CaO以外に、多くのAl2O3を含んでいるのが特徴である。このAl2O3は、焼結鉱を得るのに必要な溶融相の溶融温度を上昇させて流動性を低下するため、焼結鉱の生産性を著しく阻害する。また、転炉スラグはPが高く、高炉では脱Pができないため、製鋼での脱Pコストが上昇するという問題もある。そのため、製鋼スラグを焼結原料として再使用することは、現時点では積極的に行われていないのが実情である。 However, as shown in Table 1, component composition examples of converter slag and desulfurization slag are shown in comparison with fine ore and the like, steelmaking slag differs greatly in component composition and melting point depending on the type, and desulfurization slag is In addition to CaO, it contains a large amount of Al 2 O 3 . Since this Al 2 O 3 raises the melting temperature of the melt phase necessary for obtaining the sintered ore and lowers the fluidity, it significantly impedes the productivity of the sintered ore. Moreover, since converter slag has high P and cannot be removed in a blast furnace, there is also a problem that the cost of removing P in steelmaking increases. Therefore, the actual situation is that reusing steelmaking slag as a raw material for sintering is not actively carried out at present.
そこで、上記問題点を打開する技術として、特許文献5に、製鋼スラグと、製鋼スラグ以外の焼結原料とを分別して別々に適正な大きさに造粒した上で、製鋼スラグ由来の造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料由来の造粒粒子中に均一に混在させて焼結機のパレット上に装入することによって、製鋼スラグによる弊害を製鋼スラグ由来の造粒粒子内に封じ込め、製鋼スラグ以外の原料由来の造粒粒子にまで悪影響を及ぼさないようにする技術が提案されている。
Therefore, as a technique for overcoming the above problems, in
しかし、上記特許文献5に開示の技術においてもなお、焼結鉱の品質低下の懸念が残されている。というのは、先述したように、Al2O3を多く含む製鋼スラグは、一般的に高融点のものが多い。特に、脱P工程および脱炭工程で発生した転炉スラグは、溶融温度が1300℃以上と高く、焼結プロセスの焼結温度の上限に近い溶融温度を有している。そのため、焼結機のパレット上に装入された焼結原料装入層内においては、上記高融点の製鋼スラグを含む造粒粒子は、周囲の製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子と溶融同化せず、焼結ケーキ中にそのまま残存しやすい。また、粗大な製鋼スラグの造粒粒子の周辺部には空隙が多く存在するため、通気性が改善されるが、上記溶融同化の不足によって、製鋼スラグの造粒粒子の周囲には空隙がそのまま残り、上記空隙を起点としてクラックが発生し易い。そのため、成品焼結鉱の強度が低下して歩留りが低下し、生産性が低下するという問題がある。
However, even in the technique disclosed in
発明者らは、上記問題点、即ち、焼結鉱の原料の一部に溶融温度が高い製鋼スラグを使用したときに、成品焼結鉱の強度が低下(歩留りが低下)し、生産性が低下するという問題点を解決する方策について検討した結果、製鋼スラグ以外の原料とは別途に造粒した製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料を造粒する造粒ラインのいずれかの位置、具体的には、図1に示した造粒ラインの1〜3のいずれかの位置で投入し、その表面に未造粒の原料(粉鉱石、CaO系副原料等)を付着あるいは被覆し、該表面に低融点の溶融層を形成し易くし、製鋼スラグの造粒粒子の周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化を促進することによって、製鋼スラグの造粒粒子を起点としたクラックの発生を抑止できることを見出し、該技術を、特願2013−189483として出願している。
The inventors found that when the steel slag having a high melting temperature is used as a part of the raw material of the sinter, the strength of the product sinter decreases (yield decreases), and the productivity is reduced. As a result of examining the measures to solve the problem of lowering, as a result of the granulation particles of steelmaking slag granulated separately from the raw materials other than steelmaking slag, either of the granulation line granulating raw materials other than steelmaking slag At the position, specifically, at any one of
しかし、上記技術を実現するためには、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入する際、特に、図1に示した2次造粒機の前の2の位置や1次造粒機の前の3の位置で投入する場合には、製鋼スラグの造粒粒子が、造粒による転動や衝撃によって崩壊し、粉化しない強度を有していることが必要である。しかし、従来の製鋼スラグの造粒粒子は、造粒ラインにおける転動に十分耐え得る強度を有するものではない。また、製鋼スラグの造粒粒子は、ベルトコンベア等で搬送する時の振動や落下もしくは焼結機に他の造粒粒子と共に装入する際に、自重で圧潰し、壊れて粉化するおそれが高い。したがって、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入するためには、製鋼スラグの造粒粒子の高強度化を図る必要がある。なお、造粒粒子を高強度化する手段としては、セメント等の固化剤を添加する方法もあるが、焼結原料の製造に適用するにはコスト的に難がある。
However, in order to realize the above technique, when the granulated particles of the steelmaking slag are put into the granulation line of raw materials other than the steelmaking slag, the
本発明は、従来技術における上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製鋼スラグ以外の原料を造粒する造粒ラインにおける転動にも十分に耐え得る強度を有する製鋼スラグの造粒粒子を、容易かつ安価に製造することできる焼結原料の製造方法を提案することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and the purpose thereof is a steelmaking slag having sufficient strength to withstand rolling in a granulation line for granulating raw materials other than steelmaking slag. The purpose of this invention is to propose a method for producing a sintered raw material capable of producing granulated particles easily and inexpensively.
発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、製鋼スラグの造粒粒子の強度を向上させる手段として、製鋼スラグ中に含まれる石灰分(CaO)を活用し、該フリーCaOと水とを反応させて水酸化物を生成させ、さらに、所定の時間、養生して空気中の二酸化炭素と反応させることによって、石灰分を炭酸化物として固化できるとともに、上記炭酸化物が膨張して粒子間の空隙を埋め、造粒粒子の強度をより高めることができることを見出し、本発明を開発するに至った。 The inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, as a means for improving the strength of the granulated particles of the steelmaking slag, the lime content (CaO) contained in the steelmaking slag is utilized, the free CaO and water are reacted to generate hydroxide, By curing for a predetermined time and reacting with carbon dioxide in the air, the lime content can be solidified as a carbonate, and the carbonate expands to fill the voids between the particles, thereby increasing the strength of the granulated particles. The inventors have found that this can be enhanced, and have led to the development of the present invention.
すなわち、本発明は、高炉用焼結鉱の原料を製鋼スラグと製鋼スラグ以外の原料とに分け、造粒して焼結原料を製造する方法において、製鋼スラグを水と混合し、造粒して造粒粒子とした後、該製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料を付着あるいは被覆する際、上記製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに養生してから投入することを特徴とする焼結原料の製造方法を提案する。 That is, the present invention is a raw material of the blast furnace sinter divided into a steelmaking slag and materials other than steel slag, a method for producing a sintered material was granulated, the steelmaking slag is mixed with water, granulated When the granulated particles of the steelmaking slag are put into a granulation line of raw materials other than the steelmaking slag, and the raw materials other than the steelmaking slag are adhered or coated on the surface of the granulated particles of the steelmaking slag Then, a method for producing a sintered raw material is proposed in which the granulated particles of the steelmaking slag are cured and then fed without drying.
本発明の焼結原料の製造方法は、上記の養生する期間を5日以上とすることを特徴とする。 The method for producing a sintered raw material according to the present invention is characterized in that the curing period is 5 days or more.
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグを造粒する際、製鋼スラグに粉鉱石および/またはダストを20mass%以下混合することを特徴とする。 In addition, the method for producing a sintered raw material of the present invention is characterized in that when the steel slag is granulated, 20 or less mass% of ore and / or dust is mixed with the steel slag.
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインの2次造粒機の排出部側より該2次造粒機内に投入するか、該2次造粒機の前かつ1次造粒機の後の位置か、1次造粒機、および、1次造粒機の前のいずれかの位置において製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする。 A method of manufacturing a sintered material of the present invention, the granulated particles of the steel slag, into the inside 2 Tsugizo granulator from the discharge side of the 2 Tsugizo granulator for granulating lines materials other than steel slag or turning, or position after the front and 1 Tsugizo granulator of the 2 Tsugizo granulator, 1 Tsugizo granulator, and materials other than steel slag at any location before the 1 Tsugizo granulator It is characterized by being put in.
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子を2次造粒機の排出部側よりその内部に投入するときは、2次造粒機内の滞留時間を10秒以上とすることを特徴とする。
A method of manufacturing a sintered material of the present invention, when introduced therein from the discharge side of the 2 Tsugizo granulator granulated particles of the steel slags, 2 Tsugizo particle
また、本発明の焼結原料の製造方法は、上記製鋼スラグの造粒粒子は、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの含有量が10mass%以下の範囲内で、製鋼スラグ以外の原料中に投入することを特徴とする。 Further, in the method for producing a sintered raw material of the present invention, the granulated particles of the steelmaking slag are charged into raw materials other than the steelmaking slag within a range where the content of the steelmaking slag with respect to the entire sintered ore is 10 mass% or less. It is characterized by that.
本発明によれば、製鋼スラグの造粒粒子の強度を格段に向上することができるので、上記製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入しても、また、その後、上記造粒粒子を搬送したり、焼結機へ装入したりしても、製鋼スラグの造粒粒子の崩壊や粉化を抑制できるので、焼結時における原料装入層の通気性を向上し、焼結時間を短縮することができる。さらに、上記製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して得た造粒粒子は、その表面に未造粒の粉鉱石や石灰石、粉コークス等が付着・被覆しているので、焼結時に、その周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化が促進されるので、高強度の焼結鉱を高歩留りで、生産性よく製造することが可能となる。 According to the present invention, since the strength of the granulated particles of the steelmaking slag can be significantly improved, even if the granulated particles of the steelmaking slag are put into a granulation line of raw materials other than the steelmaking slag, Even if the granulated particles are transported or charged into a sintering machine, the collapse and pulverization of the granulated particles of the steelmaking slag can be suppressed. And the sintering time can be shortened. Furthermore, the granulated particles obtained by putting the granulated particles of the above steelmaking slag into the granulation line of raw materials other than steelmaking slag are adhered and coated with ungranulated powder ore, limestone, powder coke, etc. Therefore, at the time of sintering, melting assimilation with granulated particles other than steelmaking slag existing around it is promoted, so high strength sintered ore is produced with high yield and high productivity. It becomes possible.
前述したように、発明者らは、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインにおける転動や衝撃等にも十分に耐え得る強度を有する製鋼スラグの造粒粒子を、容易かつ安価に製造するべく、その方策について検討を重ねた。その結果、製鋼スラグ中に含まれる石灰分(フリーCaO)を活用し、上記フリーCaOと水とを反応させ、下記式;
CaO+H2O → Ca(OH)2
によって水酸化物を生成させ、さらに、上記水酸化物と空気中の二酸化炭素とを反応させ、下記式;
Ca(OH)2+CO2 → CaCO3+H2O
によって炭酸化物を形成させて固化させると同時に、炭酸化物を膨張させることによって造粒粒子の強度を高めることができることを見出した。以下、この効果を製鋼スラグの「自硬効果」という。
As described above, the inventors have made it possible to easily and inexpensively produce granulated particles of steelmaking slag having sufficient strength to withstand rolling and impact in a granulation line of raw materials other than steelmaking slag, We examined the policy repeatedly. As a result, utilizing the lime (free CaO) contained in the steelmaking slag, the free CaO and water are reacted, and the following formula:
CaO + H 2 O → Ca (OH) 2
To generate a hydroxide, and to react the hydroxide with carbon dioxide in the air,
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O
It was found that the strength of the granulated particles can be increased by expanding the carbonate while simultaneously forming and solidifying the carbonate. Hereinafter, this effect is referred to as “self-hardening effect” of the steelmaking slag.
しかし、造粒した直後の造粒粒子の内部に含まれるフリーCaOが水分と反応するためには時間が必要である。さらに、上記水酸化物が、空気中の二酸化炭素を吸収し、反応するにも時間を要する。そこで、発明者らは、製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに湿潤状態に長時間維持する、いわゆる、養生を施すことによって、上記水酸化物を形成する時間、および、上記水酸化物を炭酸化するのに必要な時間を十分に確保してやることに想到した。 However, it takes time for free CaO contained in the granulated particles immediately after granulation to react with moisture. Further, it takes time for the hydroxide to absorb and react with carbon dioxide in the air. Therefore, the inventors maintain the wet state for a long time without drying the granulated particles of the steelmaking slag, so-called curing, the time for forming the hydroxide, and the hydroxide It came to the idea that sufficient time was required for carbonation.
以下、上記の考えを確認する基礎実験について説明する。
製鋼スラグの造粒粒子の原料(造粒原料)を、図2に示したように、撹拌機に投入し、水分が19mass%となるよう造粒水を添加し、180秒間撹拌・混合した後、さらに、ドラムミキサーで60秒間造粒して、粒径が3.0〜7.7mmの疑似粒子(造粒粒子)とした。この際、撹拌機に投入する造粒原料は、下記の3条件とした。
条件A:製鋼スラグ100mass%
条件B:製鋼スラグ80mass%+鉄鉱石20mass%
条件C:製鋼スラグ80mass%+ダスト20mass%
ここで、上記製鋼スラグには、溶融温度が1500℃の製鋼スラグ(脱炭炉スラグ)を用い、鉄鉱石には微粉鉱石であるペレットフィード(150μm以下の粒度)、ダストには転炉ダストを用いた。
Hereinafter, a basic experiment for confirming the above idea will be described.
As shown in FIG. 2, the raw material (granulated raw material) of the granulated particles of steelmaking slag is put into a stirrer, granulated water is added so that the water content becomes 19 mass%, and after stirring and mixing for 180 seconds Furthermore, it was granulated with a drum mixer for 60 seconds to obtain pseudo particles (granulated particles) having a particle size of 3.0 to 7.7 mm. Under the present circumstances, the granulation raw material thrown into a stirrer was made into the following three conditions.
Condition A: Steelmaking slag 100 mass%
Condition B:
Condition C:
Here, a steelmaking slag (decarburization furnace slag) having a melting temperature of 1500 ° C. is used for the steelmaking slag, a pellet feed (particle size of 150 μm or less) that is fine ore is used for iron ore, and converter dust is used for dust. Using.
次いで、上記のようにして得た造粒粒子を、乾燥させることなくヤードに山積みし、その上に乾燥を防止する防水シートを被せて養生し、養生期間が0日、5日、10日および20日後の造粒粒子について、圧潰強度をJIS M8718に準じて測定した。 Next, the granulated particles obtained as described above are piled up in a yard without drying, and covered with a waterproof sheet to prevent drying, and the curing period is 0 days, 5 days, 10 days and The crushing strength of the granulated particles after 20 days was measured according to JIS M8718.
上記の測定結果を図3に示した。この図から、製鋼スラグが100mass%の条件Aでは、養生期間が0日の場合には、圧潰強度が4.4kg/pieceであるが、5日養生後は40.1kg/pieceに、10日養生後は61.9kg/piece、20日養生後は72.3kg/pieceに上昇している。
また、製鋼スラグ80mass%に鉄鉱石を20mass%配合した条件Bでは、養生期間が0日の場合には、圧潰強度が2.1kg/pieceであるが、5日養生後は12.4kg/piece、10日養生後は18.2kg/piece、20日養生後は15.0kg/pieceに上昇している。
また、製鋼スラグ80mass%にダストを20mass%配合した条件Cでは、養生期間が0日の場合には、圧潰強度が3.0kg/pieceであるが、5日養生後は15.8kg/piece、10日養生後は12.2kg/piece、20日養生後は29.9kg/pieceに上昇している。
上記の実験結果から、製鋼スラグの造粒粒子は、造粒後、乾燥させずに養生することで、強度を格段に向上することができることが確認された。
The measurement results are shown in FIG. From this figure, under the condition A where the steelmaking slag is 100 mass%, when the curing period is 0 days, the crushing strength is 4.4 kg / piece, but after the 5 days curing, it is 40.1 kg / piece for 10 days. It increased to 61.9 kg / piece after curing and 72.3 kg / piece after 20 days curing.
Moreover, in condition B which mix | blended 20 mass% of iron ore with steelmaking slag 80mass%, when a curing period is 0 day, crushing strength is 2.1 kg / piece, but after 5 days curing, it is 12.4 kg / piece. After curing for 10 days, it has increased to 18.2 kg / piece, and after curing for 20 days, it has increased to 15.0 kg / piece.
Moreover, in the condition C which mix | blended 20 mass% of dust with steelmaking slag 80mass%, when a curing period is 0 days, crushing strength is 3.0 kg / piece, but after 5 days curing, 15.8 kg / piece, After the 10-day curing, it has increased to 12.2 kg / piece, and after the 20-day curing, it has increased to 29.9 kg / piece.
From the above experimental results, it was confirmed that the granulated particles of the steelmaking slag can be remarkably improved in strength by being cured without being dried after granulation.
ここで、上記の「造粒後、乾燥させずに養生」とは、製鋼スラグを造粒後、ヤードに山積みし、天日乾燥を阻止すれば足り、例えば、図4(a)に示したように、ヤードに10トン以上山積みし、その上に防水シートを被せて乾燥を防止することでも実現できる他、図4(b)に示したように、天日乾燥を阻止できる屋根付き建屋内に保管することでも実現できる。この場合、表層は乾燥するが、10トン以上、数10トン単位で保管することで、内部は含水状態を保持することができるので、養生が可能である。 Here, the above-mentioned “curing without drying after granulation” means that it is sufficient to pile up steelmaking slag in the yard and prevent sun drying, for example, as shown in FIG. As shown in Fig. 4 (b), it can be realized by stacking 10 tons or more in the yard and covering it with a waterproof sheet to prevent drying. It can also be realized by storing it in In this case, the surface layer is dried, but by storing it in units of 10 tons or several tens of tons, the inside can be kept in a water-containing state, so that it can be cured.
そこで、本発明は、焼結鉱の原料の一部として製鋼スラグを用いる場合、図1に示したように、製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料等を付着あるいは被覆するときには、図5に示したように、製鋼スラグを造粒して造粒粒子とした後、乾燥させずに所定期間湿潤状態に保持する養生を施してから投入することとした。 Therefore, in the present invention, when using steelmaking slag as a part of the raw material of the sintered ore, as shown in FIG. 1, the granulated particles of the steelmaking slag are put into the granulation line of the raw materials other than the steelmaking slag, and the above When attaching or coating raw materials other than steelmaking slag on the surface of the granulated particles of steelmaking slag, as shown in FIG. 5, the steelmaking slag is granulated into granulated particles, and then dried for a predetermined period without drying. It was decided to apply after curing in a wet state.
なお、本発明によれば、製鋼スラグの自硬効果によって造粒粒子の強度を格段に高めることができるので、上記製鋼スラグに、微粉鉱石であるペレットフィード(150μm以下の粒度)等の鉄鉱石(粉鉱石)や、製鉄所で発生する鉄分を多く含むダスト、例えば、高炉工程から発生する高炉灰、製鋼工程から発生する転炉ダスト、熱延工程から発生するミルスケール等の難造粒性の粉原料を混合することができる。ただし、多量の混合は、製鋼スラグの自硬効果を損ねることになるので、混合する場合の配合率は20mass%以下に制限するのが好ましい。より好ましくは10mass%以下である。 In addition, according to this invention, since the intensity | strength of granulated particle can be raised significantly by the self-hardening effect of steelmaking slag, iron ore, such as pellet feed (particle size of 150 micrometers or less) which is a fine powder ore, is added to the said steelmaking slag. (Powder ore) and dust containing a lot of iron generated at steelworks, for example, blast furnace ash generated from the blast furnace process, converter dust generated from the steel making process, and difficult granulation such as mill scale generated from the hot rolling process Can be mixed with powder raw materials. However, since a large amount of mixing impairs the self-hardening effect of the steel slag, it is preferable to limit the blending ratio in the case of mixing to 20 mass% or less. More preferably, it is 10 mass% or less.
また、上記製鋼スラグの自硬効果を発現させるために必要な養生期間は、図3からわかるように、5日以上とするのが好ましい。ただし、製鋼スラグに鉄鉱石やダストを混合する場合には、10日以上とするのが好ましく、より好ましくは15日以上、さらに好ましくは20日以上である。 Moreover, it is preferable that the curing period required in order to express the self-hardening effect of the said steelmaking slag is 5 days or more so that FIG. 3 may show. However, when iron ore or dust is mixed with steelmaking slag, it is preferably 10 days or more, more preferably 15 days or more, and even more preferably 20 days or more.
なお、本発明に使用することができる製鋼スラグとしては、溶銑予備処理で発生した脱硫スラグや転炉スラグの他、高炉灰や転炉ダスト、ペレットフィード等がある。また、鉄分を含有するため焼結用原料として使用できるが、難造粒性とされている粉原料も使用することができる。 Steelmaking slag that can be used in the present invention includes blast furnace ash, converter dust, pellet feed, etc., in addition to desulfurization slag and converter slag generated in the hot metal pretreatment. Further, since it contains iron, it can be used as a raw material for sintering, but a powder raw material that is considered to be difficult to granulate can also be used.
また、製鋼スラグを造粒する際に必要な造粒水の量は、製鋼スラグの種類によっても異なるが、概ね19mass%以上23mass%以下とするのが好ましい。 Moreover, although the quantity of granulated water required when granulating steelmaking slag changes with kinds of steelmaking slag, it is preferable to set it as 19 mass% or more and 23 mass% or less in general.
また、本発明の製鋼スラグの造粒粒子は、図3に示したように高い強度を有するので、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入し、製鋼スラグの造粒粒子の表面に、製鋼スラグ以外の原料、具体的には、未造粒の粉鉱石やCaO系副原料等を付着あるいは被覆することができる。これによって、製鋼スラグの造粒粒子の表面が低融点化して、焼結時に溶融層を形成し易くなり、周囲に存在する製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との溶融同化が促進されるので、製鋼スラグの造粒粒子を起点としたクラックの発生が抑止され、成品焼結鉱の強度および歩留りが向上し、生産性を高めることができる。 Moreover, since the granulated particles of the steelmaking slag of the present invention have high strength as shown in FIG. 3, the steelmaking slag is put into a granulation line of raw materials other than the steelmaking slag, and the surface of the granulated particles of the steelmaking slag is made of steel. Raw materials other than slag, specifically, ungranulated powder ore, CaO-based auxiliary materials, and the like can be attached or coated. As a result, the surface of the granulated particles of the steelmaking slag has a low melting point, it is easy to form a molten layer during sintering, and melting assimilation with the granulated particles made of raw materials other than the steelmaking slag existing around is promoted. Therefore, the generation of cracks starting from the granulated particles of steelmaking slag is suppressed, the strength and yield of the product sintered ore are improved, and the productivity can be increased.
ここで、製鋼スラグの造粒粒子を、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入する位置は、上記製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインが、主原料である粉鉱石にCaO系副原料等を配合し、撹拌して均一に混合・造粒する1次造粒機と、上記混合した原料を造粒して擬似粒子(造粒粒子)とする2次造粒機で構成されている場合には、2次造粒機の排出部側よりその内部に投入するか、2次造粒機の前かつ1次造粒機の後の位置か、1次造粒機、および、1次造粒機の前のいずれかの位置とするのが好ましい。また、1次造粒機のみで構成される場合には、1次造粒機の排出部側よりその内部に投入するか、1次造粒機の前のいずれかの位置において、製鋼スラグ以外の原料中に投入することが好ましい。 Here, the position where the granulated particles of the steelmaking slag are put into the granulation line of the raw material other than the steelmaking slag is such that the granulation line of the raw material other than the steelmaking slag is added to the powder ore which is the main raw material and the CaO-based auxiliary material In the case of being composed of a primary granulator that mixes and agitates and uniformly mixes and granulates, and a secondary granulator that granulates the mixed raw materials into pseudo particles (granulated particles) Is inserted into the secondary granulator from the discharge side or the position before the secondary granulator and after the primary granulator, the primary granulator, and the primary granulator It is preferable to be in any position before the granulator. Moreover, when it is comprised only with a primary granulator, it will throw in into the inside from the discharge part side of a primary granulator, or in any position before a primary granulator, except steelmaking slag It is preferable to put in the raw material.
ただし、製鋼スラグの造粒粒子の強度が比較的弱い場合には、造粒粒子が造粒機内での転動等によって崩壊し、粉化するのを防止する観点から、造粒ラインの下流に位置する2次造粒機の排出部側よりその内部(図5に示した1の位置)において投入するのが好ましい。この場合、製鋼スラグの造粒粒子の表面に必要最低限以上の未造粒の原料等を被覆する観点から、2次造粒機の内部に投入してから排出されるまでの滞留時間を10秒以上確保することが好ましい。より好ましい滞留時間は15秒以上である。
However, when the strength of the granulated particles of the steelmaking slag is relatively weak, from the viewpoint of preventing the granulated particles from collapsing and pulverizing due to rolling in the granulator, etc., downstream of the granulation line. It is preferable to feed in the inside (
一方、製鋼スラグの造粒粒子が、2次造粒機内での転動により崩壊を起こさない強度を有する場合には、2次造粒機の前かつ1次造粒機の後の位置(図5に示した2の位置)において製鋼スラグ以外の原料中に投入してもよい。また、製鋼スラグの造粒粒子の強度がさらに高い場合には、1次造粒機、あるいは、1次造粒機の前(図5に示した3の位置)、即ち、CaO系副原料等の添加と同時に製鋼スラグ以外の原料中に投入してもよい。
On the other hand, when the granulated particles of the steelmaking slag have a strength that does not cause collapse due to rolling in the secondary granulator, the position before the secondary granulator and after the primary granulator (see FIG. 5 may be put into a raw material other than steelmaking slag. Further, when the strength of the granulated particles of the steelmaking slag is higher, the primary granulator or the front of the primary granulator (
このような造粒ラインの上流側で製鋼スラグの造粒粒子を投入した場合には、該造粒粒子の表面に、未造粒の原料や副原料をより多く付着させることができる。また、投入した製鋼スラグの造粒粒子が核となり、その表面に未造粒の原料や副原料が被覆され、より大きな造粒粒子を形成することができる。その結果、焼結機に装入したときの通気性が改善されて生産性が向上する。さらに、製鋼スラグの造粒粒子の表面に付着あるいは被覆した未造粒の原料や副原料により、焼結時に、製鋼スラグ以外の原料からなる造粒粒子との融合同化が促進されるので、成品焼結鉱の強度をより高めることができる。ただし、製鋼スラグを含まない焼結原料の造粒粒子径よりも過大な造粒粒子が形成されると、焼結反応が不均一となり、成品焼結鉱の強度の低下を来たすおそれがあるので、生産性と歩留りとのバランスを考慮して、投入位置を決定するのが望ましい。 When the granulated particles of the steelmaking slag are introduced on the upstream side of such a granulation line, more ungranulated raw materials and auxiliary raw materials can adhere to the surface of the granulated particles. In addition, the granulated particles of the steelmaking slag that has been input serve as a nucleus, and the surface thereof is coated with ungranulated raw materials and auxiliary raw materials, so that larger granulated particles can be formed. As a result, the air permeability when charged in the sintering machine is improved and the productivity is improved. In addition, the raw assemblage of raw material and auxiliary raw material that adheres or covers the surface of the granulated particles of steelmaking slag promotes the fusion assimilation with the granulated particles of raw materials other than steelmaking slag during sintering. The strength of the sintered ore can be further increased. However, if granulated particles that are larger than the granulated particle size of the sintered raw material that does not contain steelmaking slag are formed, the sintering reaction becomes non-uniform and the strength of the product sintered ore may be reduced. It is desirable to determine the loading position in consideration of the balance between productivity and yield.
なお、本発明の焼結原料の製造方法においては、上記製鋼スラグの造粒粒子を、焼結鉱全体に対する製鋼スラグの比率が0mass%超え10mass%以下となる範囲内で投入するのが好ましい。10mass%を超えると、製鋼スラグの弊害が顕在化し、焼結鉱の強度が低下するようになる他、焼結鉱の成分(塩基度)調整のために添加する副原料の石灰石を減配する必要があるため、焼結反応性が著しく低下し、生産性を維持することが困難となるという問題や、製鋼スラグ中に含まれる不純物によって、溶銑中の不純物元素濃度が上昇し、溶銑としての許容範囲を超えてしまうおそれがあるからである。好ましくは6mass%以下である。 In addition, in the manufacturing method of the sintering raw material of this invention, it is preferable to throw in the granulated particle | grains of the said steelmaking slag within the range from which the ratio of steelmaking slag with respect to the whole sintered ore exceeds 0 mass% and is 10 mass% or less. If it exceeds 10 mass%, the negative effects of steelmaking slag will become obvious, and the strength of the sintered ore will be reduced. In addition, it is necessary to reduce the amount of auxiliary limestone added to adjust the components (basicity) of the sintered ore. As a result, the sintering reactivity is significantly reduced, making it difficult to maintain productivity, and the impurities contained in the steelmaking slag increase the impurity element concentration in the hot metal, which is acceptable as hot metal. This is because the range may be exceeded. Preferably it is 6 mass% or less.
前述した基礎実験と同様、製鋼スラグを撹拌機に投入し、水分が19mass%となるよう造粒水を添加し、180秒間撹拌・混合した後、さらに、ドラムミキサーで60秒間造粒して、粒径が3.0〜7.7mmの疑似粒子(造粒粒子)とした。この際、撹拌機に投入する造粒原料は、下記の3条件とした。
条件A:製鋼スラグ100mass%
条件B:製鋼スラグ80mass%+鉄鉱石20mass%
条件C:製鋼スラグ80mass%+ダスト20mass%
ここで、上記製鋼スラグには、溶融温度が1500℃の脱炭炉スラグを用い、鉄鉱石にはペレットフィード、ダストには転炉ダストを用いた。
次いで、上記のようにして得た条件A〜Cの造粒粒子を、乾燥させずにヤードに山積みし、その上に防水シートを被せて、5日間養生した。
次いで、上記のようにして養生した製鋼スラグの造粒粒子を、図5に示した1の位置で、製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入し、製鋼スラグの造粒粒子の表面に未造粒の粉鉱石、石灰石および粉コークス等を付着あるいは被覆して造粒粒子とした。この際、2次造粒機内の滞留時間は30秒とした。
なお、上記いずれの条件も、焼結原料全体に対する製鋼スラグの配合率は3.4mass%とした。また、2次造粒機における副原料および粉コークスの添加は、いずれの条件も2次造粒機の排出までの滞留時間が30秒となる位置で投入し、この際の副原料の投入量は、焼結原料全体の塩基度(CaO/SiO2)が2.0となる量に、また、粉コークスの焼結原料全体に対する添加量は4.8mass%となるように調整した。
As in the basic experiment described above, steelmaking slag was put into a stirrer, granulated water was added so that the water content was 19 mass%, stirred and mixed for 180 seconds, and further granulated with a drum mixer for 60 seconds. Pseudo particles (granulated particles) having a particle size of 3.0 to 7.7 mm were used. Under the present circumstances, the granulation raw material thrown into a stirrer was made into the following three conditions.
Condition A: Steelmaking slag 100 mass%
Condition B:
Condition C:
Here, a decarburization furnace slag having a melting temperature of 1500 ° C. was used for the steelmaking slag, pellet feed was used for iron ore, and converter dust was used for dust.
Next, the granulated particles of the conditions A to C obtained as described above were piled up in a yard without being dried, covered with a waterproof sheet, and cured for 5 days.
Next, the granulated particles of the steelmaking slag cured as described above are put into a granulation line of raw materials other than the steelmaking slag at the
In any of the above conditions, the mixing ratio of the steelmaking slag with respect to the entire sintered raw material was 3.4 mass%. Addition of the auxiliary raw material and coke breeze in the secondary granulator is input at a position where the residence time until the discharge of the secondary granulator is 30 seconds in any condition, and the input amount of the auxiliary raw material at this time Was adjusted so that the basicity (CaO / SiO 2 ) of the entire sintered raw material was 2.0, and the amount of powder coke added to the entire sintered raw material was 4.8 mass%.
次いで、上記のようにして得た3種の造粒粒子を焼結原料に用いて焼結実験を行った。
上記焼結実験では、焼結原料装入部の大きさが内径300mmφ×高さ400mmの試験鍋に、層厚が400mmとなるよう焼結原料を充填した後、上記充填層の上表面の粉コークスに点火し、鍋下方から−700mmAqで吸引して、充填層内に空気を導入して粉コークスを燃焼させた。この際、各焼結原料の焼結に要した時間と、得られた成品焼結鉱の歩留りおよび冷間強度(SI)をJIS M8711に準じて測定し、生産率(単位炉床面積(m2)、単位時間(hr)当たりの焼結鉱生産量(t))を求めた。
なお、上記焼結実験は、ベース条件(参考例)として、上記条件A〜Cから得た焼結原料の他に、製鋼スラグを一切含まずかつ養生もしない造粒粒子(条件D)を焼結原料に用いた焼結実験、および、上記条件A〜Cから得た焼結原料を養生せず(0日)に焼結原料に用いた焼結実験(比較例)についても実施した。
Next, a sintering experiment was performed using the three types of granulated particles obtained as described above as sintering raw materials.
In the above-mentioned sintering experiment, after filling the sintering raw material so that the layer thickness is 400 mm in a test pan having an inner diameter of 300 mmφ × height of 400 mm in the size of the raw material charging portion, The coke was ignited, sucked from below the pan at -700 mmAq, and air was introduced into the packed bed to combust the powder coke. Under the present circumstances, the time required for sintering of each sintering raw material, the yield and cold strength (SI) of the obtained sintered ore were measured according to JIS M8711, and the production rate (unit hearth area (m 2 ) and the sinter production (t) per unit time (hr).
In the sintering experiment, as base conditions (reference examples), in addition to the sintering raw materials obtained from the above conditions A to C, granulated particles (condition D) which do not contain any steelmaking slag and are not cured. The sintering experiment used for the sintering raw material and the sintering experiment (comparative example) used for the sintering raw material without curing the sintering raw material obtained from the above conditions A to C (0 day) were also carried out.
上記の焼結実験の結果を表2に示した。この結果から、造粒後、5日間養生して強度を高めた製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して得た造粒粒子を焼結原料に用いて焼結を行った場合には、養生しない製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入した場合と比較し、焼結時間が短縮されるとともに、成品焼結鉱の強度、歩留りを向上することができ、生産率が大幅に向上することがわかる。これは、養生したことによって製鋼スラグの造粒粒子の強度が向上し、製鋼スラグの崩壊や粉化が抑制され、通気性が向上したこと、さらに、上記製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入したことによって、該造粒粒子の表面に未造粒の原料(粉鉱石やCaO系副原料等)が付着あるいは被覆し、製鋼スラグの造粒粒子の表面が低融点化して溶融層を形成し易くなり、焼結時に周囲に混在する製鋼スラグ以外の原料の造粒粒子から生成する鉱石組織との溶融同化が促進され、成品焼結鉱の強度および歩留りが向上したことによるものと推察される。 The results of the above sintering experiment are shown in Table 2. From this result, after granulation, the granulated particles obtained by putting the granulated particles of steelmaking slag which has been cured for 5 days to increase the strength into the granulation line of raw materials other than steelmaking slag are used as the sintering raw material. Compared with the case where the granulated particles of steelmaking slag that is not cured are put into the granulation line of raw materials other than steelmaking slag, the sintering time is shortened, and the strength of the product sintered ore, It can be seen that the yield can be improved and the production rate is greatly improved. This is because the strength of the granulated particles of the steelmaking slag is improved by curing, the collapse and pulverization of the steelmaking slag is suppressed, the air permeability is improved, and the granulated particles of the steelmaking slag are other than the steelmaking slag. Is put into the granulation line of the raw material, and the surface of the granulated particles adheres or covers ungranulated raw materials (such as fine ore and CaO-based auxiliary materials), and the surface of the granulated particles of the steelmaking slag is low. Melting point makes it easy to form a molten layer, promotes melting assimilation with ore structure formed from granulated particles of raw materials other than steelmaking slag mixed around during sintering, and improves strength and yield of product sintered ore This is probably due to the fact that
上記説明では、焼結熱源として、固体系燃料(粉コークス)を用いて焼結鉱を製造する方法について説明したが、本発明の技術は、上記例に限定されるものではなく、例えば、固体系燃料に加えて気体燃料を供給して焼結鉱を製造する方法および/または酸素を付加して焼結鉱を製造する方法の焼結原料にも適用することができる。 In the above description, a method for producing sintered ore using a solid fuel (powder coke) as a sintering heat source has been described. However, the technology of the present invention is not limited to the above example, and for example, a solid The present invention can also be applied to a sintering raw material of a method for producing a sintered ore by supplying a gaseous fuel in addition to a system fuel and / or a method for producing a sintered ore by adding oxygen.
Claims (6)
製鋼スラグを水と混合し、造粒して造粒粒子とした後、該製鋼スラグの造粒粒子を製鋼スラグ以外の原料の造粒ラインに投入して上記製鋼スラグの造粒粒子の表面に製鋼スラグ以外の原料を付着あるいは被覆する際、上記製鋼スラグの造粒粒子を乾燥させずに養生してから投入することを特徴とする焼結原料の製造方法。 The material of the blast furnace sinter divided into a steelmaking slag and materials other than steel slag, a method for producing a sintered material by granulation,
After steelmaking slag is mixed with water and granulated to form granulated particles, the granulated particles of the steelmaking slag are put into a granulation line of raw materials other than the steelmaking slag, and are put on the surface of the granulated particles of the steelmaking slag. A method for producing a sintered raw material, characterized in that when a raw material other than steelmaking slag is adhered or coated, the granulated particles of the steelmaking slag are cured without being dried and then charged.
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